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1 INFORME TECNICO EL SISTEMA RECOVERED ENERGY SYSTEM Requerida para Gasificació Combustió n n Materia que Requiere hasta 820 C540 C Puntos donde la Cmbustión provee suficiente para Liberada por Combustión Ene rgía Conversión de Materia Gasificador Normal (33-56% Combustión) Incinerador Normal Combustión 0% % CH 1.6 O.6 +.3O 2 CO + H 2 +O 2 CO 2 + H 2 O El gráfico muestra una curva de gasificación/combustión representativa, simplificada, para el deshecho sólido típico de una comunidad (MSW, Municipal Solid Waste). Nótese que cada compuesto tiene su propia curva, que las curvas reales no son línea rectas y que no tendrán los mismos puntos de comienzo y fin; sin embargo, este gráfico es una representación simplificada para ilustrar el concepto. El eje X muestra la progresión del MSW a su gasificación y posterior combustión. El eje Y muestra la energía inicial contenida en el deshecho, la energía necesaria para gasificarlo y la energía liberada por su combustión. El gráfico muestra tres curvas una representa todo el material que se descompone a temperaturas de hasta, la segunda el material que se descompone a temperaturas de hasta 820 C y la tercera el material que se descompone a temperaturas de hasta 540 C. Las reacciones que ocurren son las siguientes: Fórmulas Químicas Involucradas: Composición de un MSW Típico: CH 1.6 O.6 Objetivo de Pura CH 1.6 O.6 +.3O 2 = CO + H 2 Objetivo de Combustión Pura (Incineración) CH 1.6 O.6 + O 2 = CO 2 + H 2 O Composición Química de los Alquitranes C x H x O x or C x H x N x Composición Química de los Gases Hidrocarburos C x H x Recovered Energy Business Plan 1 05/13/03

2 Descripción del Proceso de /Combustión: La combustión requiere tres elementos esenciales material combustible, una fuente de ignición y oxígeno. La combustión no puede ocurrir sino hasta que la materia es descompuesta y luego gasificada. Piense en un fuego de campamento. Para encender el fuego, Usted debe usar un cerillo o alguna otra forma de fuente de calor. El cerillo gasifica una porción de la madera o papel y a continuación el gas entra en combustión (se ignita) y se quema. El calor necesario para gasificar es menor que el gas generado por la combustión. Por lo tanto, una vez comenzado el fuego, el mismo genera suficiente calor como para gasificar y encender el resto de la madera y liberar energía en forma de calor. Sin oxígeno, la combustión no puede ocurrir. La gasificación es, por lo tanto, un precursor de la combustión. En un mundo ideal, asumiendo una gasificación pura, el carbón se combina con una cantidad limitada de oxígeno en presencia de calor para formar monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H 2 ). El oxígeno requerido para la gasificación es menos del 30% del oxígeno requerido para la combustión. Una vez que la gasificación ha comenzado, se agrega tres veces más oxígeno para causar la combustión. El resultado es dióxido de carbono (CO 2 ) y agua (H 2 O). El objetivo del proceso de gasificación es convertir el carbono y el hidrógeno contenido en los deshechos en un gas combustible compuesto por CO y H 2 y no la quema de los deshechos. El gas combustible todavía contiene la mayoría de la energía química y calórica del deshecho. Una vez limpiado, el gas combustible tiene una variedad de usos. La única forma de lograr gasificación pura es por medio de una fuente de calor externa. En la práctica no existe un proceso que pueda lograr gasificación pura; sin embargo, el proceso de gasificación por plasma se acerca a ese ideal más que ninguna otra tecnología. El sistema utiliza un soplete de plasma patentado que provee la energía necesaria para la gasificación. El diseño del equipamiento, combinado con un sistema de control propio permite al proceso controlar la reacción de manera de tener muy poca combustión. El soplete de plasma calienta el aire a temperaturas internas (dentro del soplete) de hasta C y temperaturas externas (punto de contacto con el material) de hasta C. El sistema produce un gas combustible limpio que tiene una variedad de usos. Los gasificadores comunes utilizan combustión parcial para generar el calor requerido por la gasificación. La combustión parcial causa la formación de alquitranes y dioxinas en el gas combustible y da como resultado la pérdida de una cantidad substancial de energía. Las temperaturas que se logran en el proceso son muy inferiores a las producidas por el sistema y el control de la reacción es más pobre. Los gasificadores comunes producen un gas combustible inferior que contiene un alto porcentaje de CO 2 y otros contaminantes. La mayoría de los gasificadores no han sido exitosos en limpiar el gas y por lo tanto queman inmediatamente el gas para producir vapor, útil únicamente para alimentar una turbina a vapor. El objetivo de un incinerador es lograr combustión completa. El calor generado por la combustión solo puede utilizarse para hacer vapor o ser conducido a una turbina a vapor. En el mundo real, los incineradores están lejos de lograr una combustión completa. También producen alquitranes y dioxinas y pierden una cantidad substancial de energía química y calórica.el grado de combustión que ocurre en cualquier proceso se mide como la cantidad de carbono que es convertido en CO 2. Los gasificadores comunes convierten un 33-56% del carbón en CO 2 (basado en un estudio de 15 procesos de gasificación). Los incineradores convierten un 75-80% del carbón en CO 2. El sistema convierte menos del 7% del carbón en CO 2 lo suficiente para asegurar una gasificación completa. Con el sistema parte de la energía producida es utilizada para operar el soplete a plasma. La energía utilizada para Recovered Energy Business Plan 2 05/13/03

3 Requerida para la Curva de de un Gasificador Común Combustión Temperatura Requerida para Descomponer Diversos Materiales 820 C 540 C generar la electricidad para el soplete equivale a menos del 8% del carbón, llevando el carbón neto convertido en CO 2 en el sistema a 15% - menos de la mitad del carbón utilizado por gasificadores comunes. Energí Requerida por la Liberada por la Combustión Ener gía Total Producida por un Gasificador Común Gasificador Común (33-56% Combustión) Combustión 0% % CH 1.6 O.6 +.3O 2 CO + H 2 +O 2 CO 2 + H 2O Curva de de un Incinerador Ener gía Total Producida por un Incinerador Combustion 0% % CH 1.6 O.6 +.3O 2 CO + H 2 +O 2 CO 2 + H 2O Combustión Incinerador Común Temperatura Requerida para Descomponer Diversos Materiales 820 C 540 C Puntos donde la Combustión provee suficiente para la Gasificador Común (33-56% Combustión) Incinerador Común Curva de del Sistema Recovered Energy Requerida por la Liberada por la Combustión Ener gía Total Producida por el Sistema Recovered Energy System luego de deducir la energía requerida Temperatura Requerida para Descomponer Diversos Materiales 820 C 540 C por el soplete (15% Total) Puntos donde la Combustión provee suficiente para la Combustión 0% % CH 1.6 O.6 +.3O 2 CO + H 2 +O 2 CO 2 + H 2O (33-56% Combustión) Incinerador Común Producida: La energía total producida por la gasificación por plasma, gasificación común e incineración están representadas por el área debajo de cada curva. Los gráficos a la izquierda muestran la energía producida por cada proceso. La curva del gasificador común muestra la energía química resultante asumiendo combustión perfecta, que no es posible. Es posible, para un gasificador común, recuperar parte de la energía generada por combustión mediante la conversión a vapor del calor sensible de la descarga del reactor. Sin embargo la mayoría de los gasificadores no recuperan esta energía. La curva para los incineradores muestra la energía generada por combustión. Los incineradores nunca pueden recuperar la energía contenida en la materia que no ha sido quemada. La curva para el sistema Recovered Energy System tiene en cuenta el carbón convertido en electricidad que se requiere para el soplete de plasma. La pequeña cantidad de energía que proviene de la combustión is recuperada parcialmente al convertir en vapor el calor sensible de la descarga del reactor. El sistema Recovered Energy System recupera la mayor parte del calor sensible en el gas combustible. Nuestro proceso produce más energía porque (a) está en una curva más alta, (b) recupera la mayor parte del calor sensible, (c) perdemos muy poco en combustión, y (d) podemos utilizar un sistema de turbina de gas más eficiente. El resumen es el siguiente: Recovered Energy Business Plan 3 05/13/03

4 Electricidad neta generada por tonelada de dehechos: Por el recovered energy system >1 mwh por gasificadores e incineradores.4 to.6 MWh Formación de Alquitranes, Carbonilla y Gases Hidrocarburos: Antes que la gasificación o la combustión (incineración) puedan ocurrir, la materia orgánica debe descomponerse. La descomposición de la materia produce alquitranes (que se definen como hidrocarburos que condensarán incluyendo furanos, fenoles, etc.), carbonilla (carbono residual no incinerado), gases hidrocarburos (como metano, etano, etc.) y dioxinas. Alquitranes: Los alquitranes están formados por una variedad de moléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno o nitrógeno. Los alquitranes se forman a varias temperaturas empezando en 230 C y hasta 980 C. Los alquitranes pueden clasificarse como primarios o secundarios. Los alquitranes primarios comienzan a formarse a aproximadamente 230 C y han sido descompuestos o destruidos para cuando la temperatura llega a 950 C. Los alquitranes secundarios comienzan a formarse a aproximadamente 480 C y han sido descompuestos o destruidos para cuando la temperatura llega a 980 C. En un gasificador común o un incinerador parte de los alquitranes permanecen en el caudal de gas y contaminan el gas combustible. Esos alquitranes se adhieren a las paredes de los equipos, bloqueándolos y son difíciles de eliminar del caudal de gas. Parte de los alquitranes se adhieren a la ceniza y la carbonilla, contaminándolos y volviéndolos tóxicos. Debido a las altas temperaturas, el sistema inhibe la formación de alquitranes y descompone completamente cualquier alquitrán que pueda formarse. No hay alquitrán remanente en el gas combustible o en el vidrio fundido al usar el sistema. Lo que sigue es una lista de los alquitranes primarios y secundarios típicos que se formarán por diversos desperdicios: Alquitranes Primarios: Acidos: Fórmico (CH 2 O 2 ), Acético (C 2 H 4 O 2 ), Propanoico (C 3 H 6 O 2 ), Glicólico (C 2 H 4 O 3 ), Butanoico (C 4 H 6 O 2 ), Pentanoico (C 5 H 10 O 2 ), Hexanoico (C 6 H 12 O 2 ), Benzoico (C 7 H 6 O 2 ) y Heptanoico (C 7 H 14 O 2 ) Azúcares: D-Xilosa (C 5 H 10 O 5 ), Levoglucosan (C 5 H 10 O 2 ), alpha-d-glucosa (C 6 H 11 O 5 ), Fructosa (C 6 H 12 O 5 ) y Cellobiosan (C 12 H 20 O 6 ). Alcoholes: Metanol (CH 4 O) y Etanol (C 2 H 6 O). Quetonas: 2-Butenona (C 4 H 6 O), Ciclopentanona (C 5 H 8 O), Ciclohexanona (C 6 H 10 O), Dimetilciclopentanona (C 7 H 12 O) y Trimetilciclopentenona (C 8 H 14 O). Aldehídos: Formaldehído (CH 2 O), Acetaldehído (C 2 H 4 O) y Acrolein (C 3 H 4 O 2 ). Fenoles: Fenol (C 6 H 6 O), Cresol (C 7 H 8 O), Xilenol (C 8 H 10 O) y 2-Etilfenol (C 8 H 10 O). Furanos: Furfuran (C 4 H 4 O), 2-Metilfuran (C 5 H 6 O), Furanona (C 4 H 4 O 2 ), Furfural (C 5 H 4 O 2 ), Alcohol Furfural (C 5 H 6 O 2 ) y 5-Metilfurfural (C 6 H 6 O 2 ) Mixed Oxygenates: Glioxal (C 2 H 2 O 2 ), Hidroxietanal (C 2 H 4 O 2 ), Acetol (C 3 H 6 O 2 ), Metanolacetaldehído (C 3 H 6 O 2 ), 1,2-Dihidroxibenceno (C 6 H 6 O 2 ), Resorcinol (C 6 H 6 O 2 ) e Hidroquinona (C 6 H 4 (OH) 2 ). Alquitranes Secundarios: 1H-Pyrrole (C 4 H 5 N), Piridina (C 5 H 5 N), Metilpyridina (C 6 H 7 N), Fenol (C 6 H 6 O), Benzaldehído (C 7 H 6 O), Dimetilpiridina (C 7 H 9 N), Cresol (C 7 H 8 O), Dihidroxibenceno (C 6 H 6 O 2 ), Benzofuran (C 8 H 6 O 2.3 ), Vinilfenol (C 8 H 8 O), Trimetilpiridina (C 8 H 11 N), Recovered Energy Business Plan 4 05/13/03

5 Dimetilfenol (C 8 H 10 O), Dihidroxitolueno (C 7 H 8 O 2 ), Quinolina (C 9 H 7 N), Metilbenzofuran (C 9 H 8 O), Propenilfenol (C 9 H 10 O), Dimetilethilpiridina (C 9 H 13 N), Propixibenceno (C 9 H 12 O), Metiletilfenol (C 9 H 12 O), Quinaldina (C 10 H 7 N), Dimetilbenzofuran (C 12 H 10 O), Creosole (C 8 H 10 O 2 ), Dimetiletilfenol (C 10 H 14 O), Dibenzofuran (C 12 H 8 O), Naftofuran (C 12 H 8 O), Benzoquinolina (C 13 H 9 N), Fenilbenzaldehído (C 13 H 10 O), Formación y Destrucción de Alquitranes Escala Normalizada F F 200 C C Primarios Secundarios El gráfico inferior muestra los rangos de temperatura para la formación y destrucción de alquitranes. Carbonilla: La carbonilla es carbón que no ha sido convertido a CO. En el proceso de un gasificador común o incinerador los alquitranes se condensan y se adhieren a la carbonilla. La carbonilla contaminada pasa a formar parte de la ceniza del fondo y convierte a toda la ceniza en tóxica. Para convertir completamente la carbonilla en CO la temperatura debe alcanzar los. Sin una fuente externa de calor, ni los gasificadores no los incineradores pueden alcanzar la temperatura necesaria para destruir la carbonilla. Los gasificadores normales producen un alto nivel de carbonilla. Los incineradores modernos han reducido en forma significativa la cantidad de carbonilla residual pero aún producen algo. Toda la carbonilla que queda representa carbón desperdiciado. El sistema no produce carbonilla residual. Gases Hidrocarburos: Los gases hidrocarburos están compuestos por diversas moléculas basadas en carbono e hidrógeno. Dichos gases pueden incluir metano (CH 4 ), acetileno (C 2 H 2 ), benceno (C 6 H 6 ), tolueno Recovered Energy Business Plan 5 05/13/03

6 (C 7 H 8 ), estireno (C 8 H 8 ), Fluorene (C 13 H 10 ) y otras moléculas compuestas por carbono e hidrógeno. Dichos gases son muy energéticos y serán convertidos limpiamente en electricidad por la turbina a gas. Los gases hidrocarburos pueden formarse a temperaturas más altas que el rango de operación normal de la mayoría de los gasificadores o incineradores. La formación de dichos gases es también función de cómo se controle el proceso. La mayoría de los gasificadores comunes y los incineradores ejercen poco control sobre sus reacciones porque están limitados por una curva específica. Sin embargo, con nuestros sopletes a plasma la reacción puede ser controlada para maximizar la producción de gases hidrocarburos de alto valor. El sistema produce C 2 H 4, agregando hasta 10% a la producción de electricidad. Dioxinas: El nombre químicamente impreciso pero comúnmente aceptado para las dioxinas, es 2,3,7,8-tetraclorodibence-p-dioxina (TCDD, de sus iniciales en inglés). TCDD es uno de los más de 70 miembros de la familia de dioxinas cloradas. Las dioxinas se forman cuando los plásticos, solventes clorados y otros químicos clorados son incinerados. La dioxinas se destruyen a temperaturas por encima de los 980 C. Los gasificadores comunes y los incineradores forman dioxinas en su rango de temperaturas de operación y no generan temperaturas lo suficientemente altas como para destruir las dioxinas. El sistema descompone la materia a temperaturas muy altas, bloque la formación de dioxinas y posee temperatura lo suficientemente alta como para destruir completamente las pocas dioxinas que puedan estar presentes de antemano o que puedan formarse en el proceso. Conclusión: La por Plasma es el UNICO proceso que: 1. Descompone todos los alquitranes 2. No deja carbonilla residual 3. No produce cenizas tóxicas 4. Genera suficiente energía externa para gasificar todo tipo de desperdicio 5. Minimiza la pérdida de energía química 6. Utiliza todas las fuentes de energía 7. No deja dioxinas El sistema es el UNICO sistema de gasificación por plasma que ha combinado tecnologías probadas para manejar desperdicios de todo tipo a gran escala en forma económica. Si Ud. desea una solución COMPLETA para su problema de deshechos, el sistema no es solamente la mejor respuesta es la UNICA respuesta. Recovered Energy Business Plan 6 05/13/03

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